氣門挺柱

汽（qì）車零配件氣門挺柱（zhù）是車用汽油機直接驅動型氣（qì）門機構中（zhōng）的傳動部件（jiàn），與凸輪軸構成一個關鍵摩擦副。挺柱-凸輪摩擦副是發動機摩擦功（gōng）耗的主要來源（yuán）之一，同時不可避免（miǎn）地會（huì）產生磨（mó）損，影響發（fā）動機的經濟性（xìng）和可靠性。因此，合適的氣門挺柱（zhù）表麵處理（lǐ）方式對減（jiǎn）小摩擦、改善磨損（sǔn）具有重要的現實意義。氣門挺柱-凸輪摩擦副具有較大（dà）的相對運動速（sù）度（dù），且應力狀態惡劣，使氣門挺柱表麵（miàn）改（gǎi）性研究麵臨很大的挑戰。

DLC類金剛石塗層

碳在自然界有兩種存在形式:金剛石和石墨。在金剛石結構中，每個碳原子都以sp3雜化軌（guǐ）道與另外四個（gè）碳原子形成（chéng）共價鍵，形成一個正（zhèng）四麵體。石墨結構中的每個碳原子外層（céng）電（diàn）子以sp2雜化軌道和相鄰的三個碳原子形成共價鍵並排（pái）列成（chéng）六角平麵（miàn）的網狀（zhuàng）結構，這（zhè）些網狀結構（gòu）又構成互相平行的片層結構。DLC的結構（gòu）混雜（zá）於（yú）金剛（gāng）石結（jié）構(sp3)區域（yù）和石墨結構(sp2)區（qū）域，是屬於不具備特定晶體結構的非晶態結構。DLC塗層可（kě）分為含氫類金剛石(a-C:H)塗層（céng）和無氫（qīng）類金（jīn）剛石塗（tú）層兩種。含氫 DLC 塗層中的氫原子含量在20%~50%之間，sp3 成分小於 70%。無氫DLC塗層中常見的是四（sì）麵體非晶碳(ta-C)膜。ta-C塗層中以sp3 鍵為主，sp3含量般高於 70%。

所以類金剛（gāng）石(DLC)塗層能有效地降低摩擦損失、控製結（jié）構磨損，因此 DLC塗層及其在氣門挺柱中的應（yīng）用研究成為當前（qián）的熱點。摻雜Si和Ge的DLC塗層進（jìn）行研究，結果表明含Si或Ge的（de）DLC塗層相比未摻雜Si和Ge的DLC塗層內應力降低，且硬度（dù）較高。

DLC塗層的特（tè）性，其在發動機活塞環、燃油噴射泵、齒輪齒麵和氣門挺（tǐng）柱上的應用，指出含Si的DLC塗層（céng）能較大地提高電磁離（lí）合器的（de）工作壽命。所以工程師在發動（dòng）機挺柱上利用多層（céng）梯度複合技術沉積了低摩擦類塗層CrTi/CrTiN/CrTiC/DLC，該複合塗層挺柱的磨損（sǔn）率為滲碳挺柱的1/6。采用磁控（kòng）濺射方法，製備了 DLC薄膜塗層挺柱，發現DLC塗層挺柱的摩擦學行為及其對發（fā）動機節能的影（yǐng）響，研究結果表明在實際使用工（gōng）況下（xià）配氣機構的（de）摩擦損失（shī）降低6%。含si的DLC 塗層(a-C:H:Si)比不含si的（de）DLC塗層(a-C:H)具有更（gèng）低的摩擦因數和更好的耐磨性。在配氣機構試驗台架研究方麵，搭建了可以進行配氣機構動力學（xué）特性和耐久性試驗的台架，且能控製缸蓋溫度和潤滑油溫度。